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大国重器:高速铁路隧道技术壮大

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:高速铁路隧道数量多,长度大。这是因为高速铁路要求“高平顺度”。强大的桥梁与隧道工程能力是中国高速铁路网覆盖山区、沙漠、丘陵、平原、盆地等各类复杂地质地形条件的基础,而中国在桥梁与隧道工程建设上的领先能力极大程度上助力了高铁产业的发展与成功。表 2.1 列举了中国高速铁路网建设过程中代表性的桥梁与隧道工程项目。

大国重器:高速铁路隧道技术壮大

高速铁路隧道数量多,长度大。这是因为高速铁路要求“高平顺度”。如果“随山就势”小半径,线路弯曲不直,势必影响行车速度,因此高速铁路需要穿山越岭,修建顺直的山岭隧道。高铁隧道标准高,隧道断面面积比普速铁路大得多。高速列车进入隧道时会产生压力波,在隧道中列车交会时的表面压力波会剧烈变动,使旅客耳膜压感不适,实测最大值为 10 kPa。根据空气动力学效应研究,增加隧道断面可以降低会车压力波,满足旅客舒适度要求,还可减小列车和隧道壁受力,为此高铁隧道要求宽为13 m,高达9 m,其净空断面达到 100 m2 左右。

针对复杂的地层条件,高铁隧道施工研制出了各种有针对性的施工办法:一类是用机械化程度较高的隧道挖进机法或盾构法,通过刀具切割岩体全断面整体向前推进;另一类是采用炸药爆破开挖施工的钻爆法、新奥法,先分部开挖,再将各开挖部分连起来。随着科技的进步,隧道挖进机、盾构法、多功能钻机、机械喷锚手、三臂凿岩台车等先进的大型机械设备在施工中大显神威,替代了传统的“打眼、放炮、出砟、进料”的施工模式。

建设实践中,中国铁路攻克了大断面黄土隧道、江河水下隧道、高压富水岩溶隧道等复杂地质条件下的隧道设计和施工技术难题,掌握了高铁隧道设计、风险防控、安全施工等成套安全施工方法,并成功建造了一批具有代表性的高铁隧道工程:

最长的高铁隧道——石太客运专线太行山隧道。隧道全长 27.8 km,最大埋深445 m,设计为双洞单线隧道,两线间距离35 m,于2005年开工,2009年4月1日开通运营。隧道设置了运营通风和发生火灾时的防灾通风设施。

最复杂的高铁隧道——浏阳河隧道。京广高铁浏阳河隧道位于长沙市境内,长10.11 km,穿越城市、河流、高速公路

最密集的高铁隧道群——大瑶山隧道群。京广高铁大瑶山隧道群由大瑶山1、2、3号道组成,隧道长度分别为108 km、602 km、8 km,其中1、2号之间距离为167 m,2、3号之间为47 m,三座隧道均为双线隧道。隧道群设置了疏散定点、洞口消防、事故通风等设施。(www.xing528.com)

中国第一座水下高铁隧道——狮子洋隧道。广深港高速铁路狮子洋隧道全长 1 049 km,其中盾构段长 9.34 km,盾构内径 9.8 m,穿越珠江口狮子洋河段,水深流急,隧道水压高,地层渗透性大。中铁隧道局集团采用水底“地中对接、洞内解体”的盾构施工方法,为国内首创,展现了盾构施工的专业优势与技术实力。

强大的桥梁与隧道工程能力是中国高速铁路网覆盖山区、沙漠丘陵、平原、盆地等各类复杂地质地形条件的基础,而中国在桥梁与隧道工程建设上的领先能力极大程度上助力了高铁产业的发展与成功。表 2.1 列举了中国高速铁路网建设过程中代表性的桥梁与隧道工程项目。

表2.1 中国高速铁路的主要桥梁与隧道工程

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